Η τιμωρία ενός έξυπνου μαθητή

Posted on 24/06/2020

13


Ένα από τα ερωτήματα που τέθηκαν χτες στις πανελλαδικές εξετάσεις στη Φυσική είναι το παρακάτω:

Β3. Στο σχήμα 3, στο ανοιχτό δοχείο μεγάλου όγκου με κατακόρυφα τοιχώματα, πέφτει συνέχεια νερό, το οποίο θεωρείται ιδανικό ρευστό, από μια βρύση Β σταθερής παροχής Π. Το δοχείο βρίσκεται σε οριζόντιο έδαφος και δε μπορεί να γεμίσει, γιατί εξέρχεται νερό από μία οπή Ο, που βρίσκεται σε ένα από τα κατακόρυφα τοιχώματα του δοχείου. Η οπή βρίσκεται σε ύψος h1 από τη βάση του δοχείου, και το εμβαδόν διατομής της Α είναι πολύ μικρότερο από το εμβαδόν της ελεύθερης επιφάνειας του νερού.Η ελεύθερη επιφάνεια του νερού σταθεροποιείται σε ύψος από τη βάση του δοχείου. Η λεπτή φλέβα νερού που εξέρχεται από την οπή πέφτει στο οριζόντιο έδαφος σε σημείο Δ, το οποίο απέχει οριζόντια απόσταση (ΓΔ)=S από τη βάση του δοχείου. Σε σημείο Ε του ιδίου κατακόρυφου τοιχώματος με την οπή, και στην ίδια κατακόρυφο, έχουμε στηρίξει λεπτή οριζόντια ράβδο ΕΖ μήκους (ΕΖ)=S/2. Το σημείο Ε βρίσκεται σε ύψος .
Αν η λεπτή φλέβα του νερού διέρχεται οριακά από το άκρο Ζ της ράβδου, τότε η παροχή Π της βρύσης είναια) Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση    (Μονάδες 2) 
β) Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας (Μονάδες 7)

Η απάντηση που είχαν στο μυαλό τους οι θεματοδότες περιέχει πολλές πράξεις. Με γειά τους με χαρά τους, κανένα πρόβλημα. Δείτε για παράδειγμα την προτεινόμενη λύση από την ΕΕΦ: εεφ_β3Όμως ένας πραγματικά έξυπνος μαθητής απέφυγε τις πράξεις σκεπτόμενος ως εξής: Η παροχή στο σημείο Ο είναι Π=Α∙υ0. Από τις 3 (αριθμός τρία) προτεινόμενες επιλογές (ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΕΠΙΛΟΓΗ «ΚΑΤΙ ΑΛΛΟ») φαίνεται ότι η ταχύτητα με την οποία εξέρχεται το νερό από το σημείο Ο μπορεί να είναι:
i. \sqrt{gH}/2 ii. 2\sqrt{gH} iii. \sqrt{2gH}
Σύμφωνα με το θεώρημα Torricelli (v=\sqrt{2gh}, όπου h η απόσταση της οπής από την επιφάνεια του υγρού) η λύση (ii) απορρίπτεται διότι τότε h=2H, η οπή βρίσκεται κάτω από τον πυθμένα!. Παρομοίως απορρίπτεται και η λύση (iii) διότι τότε h=H και θα έπρεπε η οπή να βρίσκεται στον πυθμένα του δοχείου! Επομένως σωστή απάντηση είναι η (i).

Kι όμως η παραπάνω απάντηση, τουλάχιστον σε ένα βαθμολογικό κέντρο, όπως διαβάζουμε με φρίκη ΕΔΩ, αντί να επιβραβευθεί θα τιμωρηθεί με αφαίρεση 2 μονάδων, ενώ οι κονσερβαρισμένες παβλοφικές απαντήσεις (σε ανόητα διατυπωμένες ερωτήσεις) θα πάρουν άριστα. Είναι δυνατόν;;;
Κάτι πολύ σάπιο υπάρχει στο βασίλειο της Μεθοδολογίας.
 

Διαβάστε σχετικά:
1. Tα θέματα Φυσικής 2020
2. Η ιστορία διδάσκει ότι η ιστορία δεν διδάσκει